DE933875C

DE933875C - Radio link with little disruptive influence

Info

Publication number: DE933875C
Application number: DES27610A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl-Ing Wild
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1952-03-12
Filing date: 1952-03-13
Publication date: 1955-10-06

Description

Richtfunkverbindung mit geringem störendem Mitfluß Bei Richtfunkverbindungen zeigt sich der sogenannte Mitfluß, das ist ein im wesentlichen durch doppelte Reflexion entstandenes zeitliches Nacheilen von störenden Abbildern des Signals hinter dem Nutzsignal, äußerst störend. Durch die Erfindung wird die Möglichkeit gegeben, diesen Mitfluß zumindest auf ein unschädliches Maß herabzumindern.Radio link with little disruptive influence In radio links The so-called co-influence shows itself, that is essentially through double reflection resulting lag of interfering images of the signal behind the Useful signal, extremely annoying. The invention gives the possibility of this To reduce co-flow at least to a harmless level.

Gemäß der Erfindung werden die Sende- und Empfangsleitungen an den End- und Relaisstationen so ausgebildet, daß die sich ausbildenden Mitflüsse jeweils gleiche Nacheilungen hinter dem Nutzsignal aufweisen. Vorzugsweise am Ende der Strecke sind örtlich konzentrierte Mittel angeordnet, welche zusätzliche Mitflüsse vom Nutzsignal ableiten, die in Größe und zeitlichem Nacheilen etwa gleich den sich auf der Strecke ausbildenden Mitflüssen sind, jedoch umgekehrtes Vorzeichen besitzen.According to the invention, the transmission and reception lines are connected to the End and relay stations designed so that the developing co-influences each have the same lags behind the useful signal. Preferably at the end of the route locally concentrated means are arranged, which additional influences from the useful signal derive which in size and lag are roughly the same as those on the route training influences are, but have the opposite sign.

Es ist bereits bekannt, Mitflußstörungen durch die künstliche Erzeugung und den gegenphasigen Zusatz von gleichartigen Reflexionen zu vermindern. Nach der Erfindung sollen insbesondere die Sende- und Empfangsleitungen in ihrer elektrischen Länge gleich-oder annähernd gleichgemacht werden. Der Mitfluß entsteht nämlich vorwiegend in den End- und Relaisstationen durch doppelte Reflexion an den Enden der Sende- und Empfangsleitungen zwischen Sender und Antenne bzw. Empfänger und Antenne, da die Geräte und die Antennen rächt vollkommen an den Wellenwiderstand der Leitung angepaßt sind. Werden die Sende- und Empfangsleitungen in ihrer elektrischen Länge gleich- oder annähernd gleichgemacht, so erfahren die sich auf der Strecke bildenden Mitflüsse die gleiche Nacheilung und fallen in eine Gruppe zusammen. Es wird dann möglich, einen örtlichen konzentrierten Ausgleich, vorzugsweise am Ende der Strecke, vorzunehmen. Um größere Beweglichkeit beim Bau der Stationen zu haben, können die Sende- und Empfangsleitungen auch in wenige Gruppen (z. B. zwei) von Leitungen mit gleicher oder annähernd gleicher elektrischer Länge aufgeteilt werden.It is already known, co-flow disorders due to the artificial generation and to reduce the out-of-phase addition of reflections of the same type. After Invention should in particular the transmission and reception lines in their electrical Length can be made equal or approximately equal. The co-flow arises mainly in the end and relay stations due to double reflection at the ends of the transmitter and receiving lines between transmitter and antenna or receiver and antenna, there the devices and the antennas completely avenge the wave impedance of the line are adapted. Are the transmission and reception lines in their electrical length equal or approximately equal, that's how those who form on the route experience Holds the same lag and coincide in a group. It will then possible, a concentrated local compensation, preferably at the end of the route, to undertake. In order to have greater mobility when building the stations, the Send and receive lines also in a few groups (e.g. two) divided by lines with the same or approximately the same electrical length will.

Die Ableitung des zusätzlichen kompensierenden Mitflusses aus dem Nutzsignal kann durch eine am Ende der Verbindung nahe dem Empfänger vorgesehene Kompensationsleitung, eine Umgehungsleitung oder auch durch in der Empfangsleitung vorgesehene Stoßstellen erreicht werden.The derivation of the additional compensatory influence from the Useful signal can be provided by one provided at the end of the connection near the receiver Compensation line, a bypass line or through in the receiving line intended joints can be achieved.

Die Kompensation wird besonders einfach, wenn sich gemäß der weiteren Erfindung Sende- und Empfangsleitungen in ihrer elektrischen Länge um 2/4 oder um ungeradzahlige Vielfache von A/4 unterscheiden, so daß sich Mitflüsse gleicher Nacheilung, aber verschiedenen Vorzeichens ausbilden und bereits auf der Übertragungsstrecke eine Kompensation von entstehenden Mitflüssen auftritt. Beispielsweise kann man so vorgehen, daß sich die elektrischen Längen der Sende- und Empfangsleitungen von Station zu Station abwechselnd um 2/4 oder ungeradzahlige Vielfache davon unterscheiden.The compensation is particularly simple if, according to the other Invention of transmission and reception lines in their electrical length by 2/4 or around differentiate odd multiples of A / 4, so that influences of equal lag, but train with different signs and already on the transmission path a compensation of the associated influences occurs. For example, you can proceed so that the electrical lengths of the transmit and receive lines are from Differentiate station to station alternately by 2/4 or odd multiples thereof.

Durch die Erfindung wird es möglich, praktisch mitflußfreie Richtfunkverbindungen aufzubauen, bei denen man insbesondere von Längeneinschränkungen der Sende- und Empfangsleitungen frei wird. Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für Richtfunkstrecken von Meter- und Zentimeterwellen, insbesondere für Fernseh- oder Frequenzmodulations-Breitbandübertragungen. Es sei darauf hingewiesen, daß beim Fernsehen der Mitfluß als Nachbild schon sehr störend wirkt, wenn er mehr als o, ius hinter dem Nutzsignal nacheilt und wenige Prozent der Signalamplitude überschreitet. Eine unzulässige Nacheilung wurde bereits festgestellt, wenn die elektrische Länge einer Speiseleitung größer als 15 m wurde.The invention makes it possible to have directional radio links that are practically free of flux build, in which one is in particular of length restrictions of the transmission and Receiving lines becomes free. The invention is of particular importance for directional radio links of meter and centimeter waves, especially for television or frequency modulation broadband transmissions. It should be pointed out that in television the influence of the afterimage is very great has a disruptive effect if it lags behind the useful signal more than o, ius and a few Percent of the signal amplitude. An impermissible lag has already been made detected when the electrical length of a feed line was greater than 15 m.

Die Erfindung wird an Hand der Fig. i: bis 5 nocl-i näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to FIGS. I: to 5 nocl-i.

In Fig. i ist das Prinzipschema einer gemäß der Erfindung aufgebauten Richtfunkstrecke dargestellt. Auf einer Relaisstrecke vom Sender S über die Relaisstationen RS bis zum Empfänger E sind die elektrischen Längen 1 der Sende- und Empfangsleitungen mit einer zulässigen Toleranz A 1 von z. B. wenigen Metern gleichgehalten. Die sich auf der Strecke bildenden Mflüsse erfahren dann die gleiche Nacheilung hinter dem Nutzsignal und fallen in eine Gruppe zusammen. In Fig. i a ist das Zeitdiagramm der entstehenden Mitflußimpulse Ml, M2 im Vergleich zum Nutzimpuls N dargestellt. Die Mitflußi:inpulse eilen dem Nutzimpuls um die Zeit bzw. nach (c = Lichtgeschwindigkeit). Die Mitflußimpulse M, sind die durch doppeltes Echo entstehenden Mitflußimpulse N - iÜ" - z99 Mit e" ist der Reflexionsfaktor an der Antenneund mit %9, der Reflexionsfaktor am Gerät bezeichnet. Die Mtflußimpulse M, = Z N - Ig"2 . tg 9 2 entstehen durch vielfaches Echo auf den Leitungen. Ordnet man nahe dem Empfänger E eine Kompensationsleitung 1,y der gleichen elektrischen Länge 1 an, die an ihrem Ende mit dem veränderbaren komplexen Widerstand 9 abgeschlossen ist, so kann man die Reflexion &K am Ende der Kompensationsleitung bei Impulsbetrieb der Strecke so einstellen, daß dem Empfänger ein Mtfluß HE, geliefert wird, der M, kompensiert. Dies ist beispielsweise in dem Zeitdiagramin der Fig. ib dargestellt. Am Abzweigpunkt P ist die Kompensationsleitung mit dem Wellenwiderstand Z.K über einen Vorwiderstand an die Empfangsleitung mit dem Wellenwiderstand Z angeschaltet, um eine nochmalge Reflexion zu vermeiden, die einen ungeeigneten Blitfluß Mx, liefern würde. Durch geringfügige Veränderung von R kann man an dieser Stelle eine zweite Reflexion i9K'erzeugen, derart, daß MIr, den Mitfluß M, mitkompensiert (vgl. Fig. i b). _ Im ' allgemeinen liegen j edoch die Mitflußimpulse höherer Ordnungen in ihren Amplituden bereits unter der Störgrenze.In Fig. I the principle diagram of a radio link constructed according to the invention is shown. On a relay route from the transmitter S via the relay stations RS to the receiver E , the electrical lengths 1 of the transmission and reception lines are with a permissible tolerance A 1 of z. B. kept the same a few meters. The M-flows that form on the route then experience the same lag behind the useful signal and fall into one group. In Fig. Ia the timing diagram of the resulting co-flow pulses Ml, M2 in comparison to the useful pulse N is shown. The co-flow pulses rush the useful pulse by the time respectively. according to (c = speed of light). The co-flow pulses M, are the co-flow pulses N - iÜ " - z99 resulting from the double echo. E" denotes the reflection factor on the antenna and % 9, the reflection factor on the device. The Mtflußimpulse M = ZN -. Ig "2 tg 9 2 caused by multiple echo on lines arranged one close to the receiver E, a compensation line 1, y at the same electrical length 1, which at its end with the variable complex impedance 9. is complete, the reflection & K at the end of the compensation line can be set in pulsed operation of the line so that the receiver is supplied with a flow HE, which compensates for M. This is shown, for example, in the timing diagram in FIG is the compensation line with the characteristic impedance ZK via a series resistor connected to the receiving line with the characteristic impedance Z in order to avoid repeated reflection, which would result in an unsuitable flash flow Mx. By changing R slightly, a second reflection 19K 'can be generated at this point in such a way that MIr, the co-flow M, also compensates (see FIG. 1b ). _ In 'general, the higher orders are Mitflußimpulse j edoch in their amplitudes already under the fault limit.

Der regelbare Abschlußwiderstand D# zur Einstellung des erforderlichen eK-Wertes kann ein Netzwerk sein, das innerhalb des Übertragungsbandes den erforderlichen Frequenzgang von eK besitzt. In vielen Fällen mit relativ kleiner Bandbreite genügt jedoch bereits ein regelbarer Wirkwiderstand, der zur Einstellung der Phase in seiner Lage verschiebbar, z. B. über einen teleskop- oder posaunenartig ausziehbaren Leitungsteil angeschaltet ist.The adjustable terminating resistor D # for setting the required eK value can be a network that has the required Owns frequency response of eK. In many cases with a relatively small bandwidth is sufficient but already a controllable resistance, which is used to adjust the phase in its Movable position, e.g. B. via a telescopic or trumpet-like extendable line part is turned on.

Um durch die Kompensationsleitung dem Nutzsignal möglichst wenig Energie zu entziehen, wird zweckmäßig Z& > Z gewählt. Durch eine Transformation bei P kann dies aber auch bei anderen Werten, insbesondere bei ZK = Z erreicht werden. Die Transfonnation wird mit Vorteil veränderbar ausgebildet, dann kann die Kompensationsleitung durch einen in seiner Lage veränderbaren Kurzschluß abgeschlossen werden. Die Größe des Kompensationsmitflusses Mizi wird dann durch die Transformation, die Phase durch die Lage des Kurzschlusses eingestellt. In den Fig. 2 a und 2b sind beispielsweise zwei mögliche Ankopplungen zur Einstellung der Transformation dargestellt. Die ]#ig. 7,a zeigt eine kapazitive, die Fig. 2,b eine induktive Ankopplung. Es ist dabei angenommen, daß der Kurzschluß über ein posaunenartig ausziehbares Leitungsstück angeschaltet ist.In order to extract as little energy as possible from the useful signal through the compensation line, Z & > Z is expediently selected. This can also be achieved with other values, in particular with ZK = Z, by means of a transformation at P. The transformation is advantageously designed to be changeable, then the compensation line can be terminated by a short circuit which can be changed in its position. The size of the compensation influence Mizi is then set by the transformation, the phase by the location of the short circuit. In FIGS. 2a and 2b show two possible couplings are shown, for example for setting the transformation. The] #ig. 7, a shows a capacitive coupling, and FIG. 2, b shows an inductive coupling. It is assumed that the short circuit is connected via a trumpet-like pull-out line piece.

In Fig. 3 ist der Fall dargestellt, daß der kompensierende Mtfluß durch eine Umgehungsleitung von der elektrischen Länge 2 1 erzeugt wird. Die Umgehungsleitung sei dabei über Energierichtungskoppler eingeschaltet, derart, daß ein Teil des Nutzsignals um die Zeit verzögert über die Umgehungsleitung dem Empfänger zugeführt wird. Durch eine regelbare nicht dargestellte Dämpfung kann die Amplitlide, durch Änderung der Länge' der Umgehungsleitung, z. B. durch teleskop- oder posaunenartige Ausbildung, die Phase des Kompensationsimpulses ME, eingeregelt werden. Die die Umgehungsleitung beiderseits abschließenden Abschlußwiderstände Z die etwa die Größe des Wellenwiderstandes Z der #ipfangsleitung bzw. Umgehungsleitung aufweisen, können einstellbar sein, derart, daß sich auch Mitflüsse höherer Ordnungen mitkompensieren lassen, -- Ein kompensierender Mitfluß kann, wie in Fig. 4 dargestellt ist, auch dadurch erzeugt werden, daß am Ende der Verbindung am Übergang von der Antenne zur Leitung und am Übergang von der Leitung zum Empfänger durch komplexe Parallel- oder Reihenwiderstände R" und R-, Stoßstellen geschaffen sind, die die Reflexionsfaktoren e,1 und e_P erzeugen. Sie liefern mit der richtigen zeitlichen Nacheilung einen Kompensationsmitfluß Miz, = N - üA - ü_, und die Mitflüsse höherer Ordnungen MiT, MK, . . Soll nur der Mitfluß M, kompensiert werden, so kann i7A auf einen geeigneten Phasenwert eingestellt und nur e-r nach Betrag und Phase geregelt werden. Bei Regelung beider Reflexionsfaktoren läßt sich auch noch der Mitfluß M2 kompensieren. Die komplexen Parallel-oder Reihenwiderstände Dt,& und N" sind insbesondere sehr groß gegen den Wellenwiderstand Z der Empfangsleitung gewählt.In Fig. 3 the case is shown that the compensating flow is generated by a bypass line of electrical length 2 1 . The bypass line is switched on via the energy direction coupler in such a way that part of the useful signal is delayed by the time via the bypass line to the receiver is fed. By regulating attenuation, not shown, the Amplitlide, by changing the length 'of the bypass line, for. B. by telescope or trombone-like training, the phase of the compensation pulse ME can be adjusted. The terminating resistances Z that terminate the bypass line on both sides, which have approximately the size of the wave impedance Z of the interception line or bypass line, can be adjustable in such a way that influences of higher orders can also be compensated for is, can also be generated by the fact that at the end of the connection at the transition from the antenna to the line and at the transition from the line to the receiver through complex parallel or series resistors R "and R-, butt joints are created that the reflection factors e, 1 and generate E_P provide you with the correct time lag a Kompensationsmitfluß Miz, = N -. UEA -.. ü_ and the Mitflüsse higher orders wITH, MK, If only the Mitfluß M, are compensated so I7a can set to an appropriate phase value and only it can be regulated according to amount and phase n. The complex parallel or series resistances Dt, & and N ″ are in particular selected to be very large compared to the characteristic impedance Z of the receiving line.

Die bisherigen Betrachtungen gingen immer davon aus, daß alle Sende- und Empfangsleitungen in ihrer elektrischen Länge 1 gemacht wurden. Wie bereits ausgeführt, ist es jedoch auch möglich, die Sende- und Empfangsleitungen in einige wenige (z. B. zwei) Gruppen von Leitungen mit gleicher oder annähernd gleicher elektrischer Länge aufzuteilen. Damit erhält man vor allem größere Beweglichkeit beim Bau der einzelnen Stationen. Ein Schema für diesen Fall ist in der Fig. 5 dargestellt. Hier sind die Längen der Sende- und Empfangsleitungen in zwei Gruppen mit den Längen L und 1 aufgeteilt. Man muß dann entsprechend zwei Kompensationsleitungen mit den Längen L und 1 bzw. zwei Umgehungsleitungen mit den Längen 2 L und 2 1 vorsehen. In gewissen Grenzen lassen sich diese Leitungen auch in eine Leitung mit zwei (oder mehr) Reflexionsstellen vereinen, wobei man zum Teil durch energiegerichtete Kopplungen dafür sorgen muß, daß unwillkommene Mitflüsse höherer Ordnungen neben den gewünschten Mitflüssen genügend klein bleiben. In Fig. 5 ist der Fall angenommen, daß eine Kompensationsleitung mit zwei Reflexionsstellen NL und NI angewandt ist; die entsprechenden Abschlußwiderstände sind in den Ab- ständen 1 bzw. L vom Abzweigpunkt angeordnet. In Fig. 5 a sind wiederum die auf der Strecke entstehenden Mitflüsse M"., M121 MIll, M1,21 ML, im Vergleich zum Nutzsignal N und in Fig. 5 b die entstehenden Mitflüsse auf der Kompensationsleitung dargestellt. Durch den Mitfluß M.Kil, der durch den Reflexionsfaktor t92 an N, mit der zeitlichen Nacheilung entsteht, wird der störende Mitfluß M, , kompensiert, entsprechend durch den Mitfluß Mlrf,1, der an RL mit dem Reflexionsfaktor ü, entsteht, der Mitfluß HL1. Wie bereits ausgeführt, kann durch energiegerichtete Kopplungen erreicht werden, daß der Mitfluß Mz12 genügend klein bleibt.The previous considerations always assumed that all transmit and receive lines were made 1 in their electrical length. As already stated, however, it is also possible to divide the transmission and reception lines into a few (e.g. two) groups of lines with the same or approximately the same electrical length. Above all, this gives you greater mobility when building the individual stations. A scheme for this case is shown in FIG. 5. Here the lengths of the transmit and receive lines are divided into two groups with the lengths L and 1 . Two compensation lines with lengths L and 1 or two bypass lines with lengths 2 L and 2 1 must then be provided accordingly. Within certain limits, these lines can also be combined into one line with two (or more) reflection points, whereby one has to ensure, through energy-directed couplings, that unwelcome influences of higher orders remain sufficiently small in addition to the desired influences. In Fig. 5 , the case is assumed that a compensation line with two reflection points NL and NI is used; the respective terminators are stands in the waste 1 and L arranged from the branch point. In Fig. 5 a, in turn, are formed on the track Mitflüsse M "., M121 Mill, M1,21 ML, as compared to the useful signal and N in Fig. 5, the resulting Mitflüsse b on the compensation line shown. The Mitfluß M.Kil which results from the reflection factor t92 to N, with the time lag, the disturbing Mitfluß M is compensated, by the end Mitfluß Mlrf, 1, of the UE to RL with the reflection factor is formed which Mitfluß HL1. As already stated, it can be achieved through energy-oriented coupling that the co-flow Mz12 remains sufficiently small.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Directional radio link, in which the disruptive influence is reduced to a harmless level, characterized by such a design of the transmission and reception lines at the end and relay stations that the developing influences each have the same lags behind the useful signal, and by locally concentrated, preferably Means arranged at the end of the route, which additionally derive additional influences from the useful signal, which are approximately equal in size and lag in time to the additional influences that develop on the line, but have the opposite sign. q directional radio link according to claim i, characterized in that the transmission and reception lines are equal or approximately equal in their electrical length. 3. Directional radio link according to claim i, characterized in that the transmission and reception lines are divided into a few (z. B. two) groups of lines with the same or approximately the same electrical length. 4. Directional radio link according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission and reception lines change in their electrical length or distinguish an odd multiple thereof. 5. Directional radio link according to one of the preceding claims, characterized in that at the end of the connection near the receiver one (or more) compensation line of approximately the same electrical length as the transmit and receive lines is connected, which has a variable (especially complex) resistance is completed. 6. Directional radio link according to claim 5, characterized in that the compensation line with the characteristic impedance ZK via a series resistor is connected to the receiving line with the characteristic impedance Z. 7. Directional radio link according to claim 5, characterized in that the compensation line is connected to the receiving line via a series resistor deviating from the value connected. 8. Directional radio link according to one of claims 5 to 7, characterized in that a controllable effective resistor is used as the terminating resistor, which can be displaced in its position to adjust the phase, for. B. is switched on via a telescopic or trumpet-like pull-out line part. G. Directional radio link according to one of Claims 5 to 7, characterized in that the wave impedance ZK of the compensation line is selected to be large compared to the wave impedance Z of the receiving line. ok Directional radio link according to one of Claims 5 to 7, characterized in that the wave resistance ZK of the compensation line is selected to be approximately equal to the wave resistance Z of the receiving line and a high input resistance of the compensation line is achieved by transforming the wave resistance. ii. Directional radio link according to Claim 10, characterized in that the transformation can be changed. 12. Directional radio link according to claim ii, characterized in that the compensation line is terminated by a short circuit which can be changed in its position. 13. Directional radio link according to one of claims i to 4, characterized in that at the end of the connection near the receiver one (or more) means for amplitude and phase adjustment having bypass line of twice the electrical length as the transmit and receive lines, preferably via energy direction coupler, is switched on, in such a way that part of the useful signal is fed to the receiver via the bypass line with a corresponding time lag. 14 directional radio link according to claim 13, characterized in that the bypass line is terminated on both sides with preferably adjustable terminating resistances approximately the size of the wave impedance Z of the receiving line. 15. Directional radio link according to one of claims i to 4, characterized in that at the end of the connection at the transition from the antenna to the line and at the transition from the line to the receiver, butt joints are created through which a compensating influence is generated. . 16. Directional radio link according to claim 15, characterized in that the reflection factor of at least one joint can be changed. Referenced publications: French patent specification No. 982 997.